CN102303509B - 一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，包括蜗轮蜗杆电机（1）、与蜗轮蜗杆电机（1）的输出轴连接并置于蜗轮蜗杆电机底部的转盘（2）、通过销轴（7）对称连接于转盘两边的两根连杆（3）、分别通过转动销（8）对称连接于两根连杆（3）另一端的两根摇杆（6）、对称固定连接于摇杆外端头的两个L型弯板（5）、对称连接于L型弯板另一端的两个楔形压块构件（4）。本发明可以自动对电池箱体施加锁紧力、使电池箱体与车体紧密结合，有效防止运行颠簸中的电池箱跳动和冲击，确保车辆运行安全，同时又便于解锁打开实现电池箱快换。

Description

一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置
技术领域
本发明属于电动汽车电池箱机械锁紧装置结构技术领域。
背景技术
在世界各国鼓励电动汽车产业发展的趋势下，电动汽车的关键技术之一电池技术也日益受到广泛的重视，其中，对于电池箱快速换电以及换电后电池箱安装的稳固性也提出了越来越高的要求。目前电动汽车电池换电技术要解决的难点之一就是如何自动对装在车辆上的电池箱进行安全可靠地锁紧和解锁。现有的锁紧与解锁技术多是采用插销式锁紧方式。例如公开号为CN101118957的中国专利公开的通用电池箱即采用了从电池箱的两侧通过电磁铁来实现的插销式锁紧，在电池外箱体左右两侧安装电磁锁，在电池内箱体的左右两侧与电磁锁相对应的位置设置电磁锁单块或锁孔，通过电磁铁的通电与断电使电磁锁的锁舌插入到锁孔或缩回，实现对电池箱的锁紧与解锁。其缺点是，当电池内箱体推入电池外箱体时，如果内箱体推入没有到位那么电磁锁的锁舌则无法插入锁孔或电磁锁锁挡块，因此无法锁止电池内箱；当电磁锁的锁舌插入锁孔后，电磁锁仅仅起到一个挡块的作用，即阻挡电池内箱体从外箱体中滑出，但无法确保电池内箱体与外箱体紧密结合。这种锁紧方式在车辆的颠簸中内箱体将会冲击电磁锁锁的锁舌，长时间的冲击将会导致锁舌变形，也会使电池箱体变形，最终导致电磁锁无法缩回。公开号为CN101289056的中国专利公开的一种快速更换的电动车电池箱采用了机械的插销式锁紧，利用回位弹簧力使锁舌伸出，利用凸轮、摆臂、连杆等结构使锁舌缩回来实现电池箱的锁紧与解锁，其缺点同样是插销式的锁紧方式无法向电池箱体施加一个锁紧力，仅仅是起到一个挡块的作用。公开号为CN1792659的中国专利公开的一种电动汽车电池快换方法及装置以及公开号为CN201553132U的中国专利公开的电动汽车动力电池安装装置均是采用了插销式锁紧方式。在上海世博会的实际运营中已经验证了这种插销式锁紧方式的缺点。而对电动汽车动力电池的锁紧要求锁紧装置能对电池箱施加正确的锁紧力，确保电池箱能紧密地固定在车体上，在车辆的运行颠簸中电池箱体也能与车体紧密结合并保持一致，防止电池箱有上下跳动甚至是冲击，以确保车辆运行的安全。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种可以自动对电池箱体施加锁紧力、使电池箱体与车体紧密结合，有效防止运行颠簸中的电池箱跳动和冲击，确保车辆运行安全，同时又便于解锁打开实现电池箱快换的电动客车电池箱锁紧与解锁装置。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，包括蜗轮蜗杆电机、与蜗轮蜗杆电机的输出轴连接并置于蜗轮蜗杆电机底部的转盘、通过销轴对称连接于转盘两边的两根连杆、分别通过转动销对称连接于两根连杆另一端的两根摇杆、对称固定连接于摇杆外端头的两个L型弯板、对称连接于L型弯板另一端的两个楔形压块构件。
本发明在转盘上对称安装有两个转盘位置检测开关。所述的两根连杆，一根连杆连接于转盘上表面，另一根连杆连接于转盘下表面。所述楔形压块构件包括底端与L型弯板连接的L型框板和安装于L型框板内的锁紧楔形压块。所述L型弯板为手形折弯板，在L型弯板上设置有加强筋。蜗轮蜗杆电机的输出轴朝下，通过键连接在转盘的中心孔中。从转动销中心轴至L型弯板转角处的长度大于从L型弯板转角处至L型框板纵向中心线的长度。
本发明完全摒弃了现有的电磁铁的插销式锁紧与解锁结构，采用的是反平行四边形结构，结合杠杆原理并利用了蜗轮蜗杆的自锁特性。反平行四边形结构可以实现解锁和关闭，蜗轮蜗杆电机的自锁特性可以用于电池箱的锁紧，利用杠杆原理可以降低电池箱对锁紧与解锁装置产生的冲击力在蜗轮蜗杆上的影响，可以使锁紧更加可靠，而且不会出现对电池箱的过定位。本发明的锁紧与解锁装置实现了自锁、解锁、锁紧力的放大以及解锁力的缩小，使锁紧更可靠、解锁更简单。其楔形压块构件可与设置于电池箱体上的楔形锁紧块相配合，在竖直和水平两个方向对电池箱施加锁紧力，使电池箱受到正确的夹紧力。竖直方向的锁紧力还可确保电池箱与位于电池箱下方的取电靴紧密结合，避免在颠簸过程中产生拉弧现象。
本发明锁紧与解锁装置的两个连杆分别位于转盘的上侧和下侧，可避免锁紧与解锁时的相互干涉。锁紧与解锁装置处在锁紧状态时，两连杆的延长线到转盘中心的垂直距离最小，使得锁紧更加可靠。在转盘上安装的两个转盘位置检测光电开关，一个可用于锁紧到位检测，另一个可用于解锁到位的检测。
本发明从转动销中心轴至L型弯板转角处的长度大于从L型弯板转角处至L型框板纵向中心线的长度。可使锁紧与解锁装置的锁紧力臂大于被锁紧的电池箱体反作用的力臂，实现对锁紧力的放大，反作用力的缩小。
下面结合说明书附图进一步阐述本发明的内容。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的正视图；
图3是本发明装置的工作原理图；
图4是楔形压块构件的结构示意图；
图5是采用本发明锁紧电池箱的示意图；
图6是图5的左视图。
具体实施方式
如图1、图2所示的电动客车电池箱锁紧与解锁装置，包括蜗轮蜗杆电机1、与蜗轮蜗杆电机1的输出轴连接并置于蜗轮蜗杆电机底部的转盘2、通过销轴7对称连接于转盘两边的两根连杆3、分别通过转动销8对称连接于两根连杆3另一端的两根摇杆6、对称固定连接于摇杆外端头的两个L型弯板5、对称连接于L型弯板另一端的两个楔形压块构件4。本实施例L型弯板5为手形折弯板。在L型弯板上设置有加强筋。摇杆与L型弯板可采用焊接方式连接，也可以采用其它机械连接方式固定连接。在L型弯板转角折弯处开设销孔，通过采用销轴将L型弯板安装于已固定安装在车辆上的电池箱托盘上。 L型弯板在摇杆的驱动下可绕销轴转动实现锁紧和解锁。从转动销8中心轴至L型弯板5转角处的长度b大于从L型弯板5转角处至L型框板41纵向中心线的长度a，以使锁紧与解锁装置的锁紧力臂大于被锁紧的电池箱体反作用的力臂，实现对锁紧力的放大，反作用力的缩小。蜗轮蜗杆电机1的输出轴朝下，通过键连接在转盘2的中心孔中。在转盘2上对称安装有两个转盘位置检测开关9。所述的两根连杆3，一根连杆连接于转盘2上表面，另一根连杆连接于转盘2下表面。所述的楔形压块构件4可以制作成整体构件，也可制作成如图4所示的结构，即由底端与L型弯板5连接的L型框板41和安装于L型框板内的锁紧楔形压块42构成，锁紧楔形压块42最好采用弹性耐磨材料制做。
本发明工作原理如图3所示，利用反平行四边形机构作为对电池箱锁紧与解锁的执行机构，利用蜗轮蜗杆传动的自锁特性用于对电池箱的锁紧，还利用了杠杆原理实现对锁紧了的放大和对解锁力的缩小，使锁紧更可靠，解锁更简易。
如图5、图6所示，将本发明应用于电池箱时，将本发明的转盘7及蜗轮蜗杆电机1安装于固定于车辆上的电池箱托盘装置10上，将L型弯板5转角处的销孔套装在设置于托盘装置前端转角处的销轴11上。电池箱体12滑入托盘装置到位后，启动涡轮蜗杆电机1，带动转盘2转动，推动连杆3动作，进而推动摇杆6和L型弯板5绕弯板销轴11转动，将楔形压块构件4的锁紧楔形压块42压在电池箱体的楔形锁紧块13上，将电池箱体锁紧在托盘装置上，转盘位置检测开关9检测到锁紧已完成，蜗轮蜗杆电机停止转动。需要更换电池时，进行解锁操作，即启动蜗轮蜗杆电机1反向转动，带动转盘2转动，拉动连杆3动作，进而拉动摇杆6和L型弯板5绕弯板销轴11转动，带动楔形压块构件4松开，实现电池箱的解锁。转盘位置检测开关9检测到解锁已完成，蜗轮蜗杆电机停止转动。
本发明装置锁紧时，楔形压块构件4卡压在电池箱体的楔形锁紧块13上，两者通过斜面配合能够很好地贴合，通过涡轮蜗杆电机传递的推压力量将电池箱体与托盘可靠锁紧。当需要取出电池箱而打开锁紧与解锁装置时，楔形压块构件与楔形锁紧块也不会相互干涉，这种斜面配合结构可以有效避免插销式锁止机构在车辆颠簸后锁舌受到严重挤压无法解锁的问题，解决了对电池箱体的过定位约束问题。
上述实施实例仅仅是对具体的实施方式的示意性描述，本发明的范围不限于上述特定实施实例。

Claims (7)

1.一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，其特征在于，包括蜗轮蜗杆电机（1）、与蜗轮蜗杆电机（1）的输出轴连接并置于蜗轮蜗杆电机底部的转盘（2）、通过销轴（7）对称连接于转盘两边的两根连杆（3）、分别通过转动销（8）对称连接于两根连杆（3）另一端的两根摇杆（6）、对称固定连接于摇杆外端头的两个L型弯板（5）、对称连接于L型弯板另一端的两个楔形压块构件（4）。
2.根据权利要求1所述一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，其特征在于，在转盘（2）上对称安装有两个转盘位置检测开关（9）。
3.根据权利要求1或2所述一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，其特征在于，所述的两根连杆（3），一根连杆连接于转盘（2）上表面，另一根连杆连接于转盘（2）下表面。
4.根据权利要求1所述一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，其特征在于，所述楔形压块构件（4）包括底端与L型弯板（5）连接的L型框板（41）和安装于L型框板内的锁紧楔形压块（42）。
5.根据权利要求4所述一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，其特征在于，所述L型弯板（5）为手形折弯板，在L型弯板上设置有加强筋。
6.根据权利要求1所述一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，其特征在于，蜗轮蜗杆电机（1）的输出轴朝下，通过键连接在转盘（2）的中心孔中。
7.根据权利要求1所述一种电动客车电池箱锁紧与解锁装置，其特征在于，从转动销（8）中心轴至L型弯板（5）转角处的长度（b）大于从L型弯板（5）转角处至L型框板（41）纵向中心线的长度（a）。
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